Пропускная способность и расходы


Расходы на кабины

Максимальное количество кабин, необходимых в Москве, можно рассчитать следующим образом:

(10 млн.пасс. * 7 мин средней поездки * 1,5 коэффициент порожняка) / (3 «часа пик» * 60 мин в часе) = 600 тыс.

Данный прогноз не претендует на точность, но «порядок» чисел не изменится.

При стоимости кабины (ориентировочно) 15 тыс.долл. для Москвы потребуется кабин на 9 млрд.долл. Исходя из срока износа 7 лет и процентной ставки 12% годовых расходы составят:

(9 млрд.долл. / 7) + (9 млрд.долл. / 2 * 12%) = 1,8 млрд.долл. в год.

В будущем предполагается радикально снизить стоимость кабин с одновременным уменьшением срока износа до 3-5 лет. При этом материалы старых кабин после переработки должны быть повторно использованы для изготовления новых кабин.


Расходы на пути

Пропускная способность пути (полосы движения) рассчитывается как отношение скорости к расстоянию между передними бамперами смежных транспортных средств.


При скорости 230 км/ч и расстоянии 3 м пропускная способность составит 77 тыс. транспортных средств в час, то есть (считая, что в каждом транспортном средстве по одному пассажиру) больше, чем у пути метро (у личного автотранспорта всего до 2 тыс.пасс./час на полосу движения). Даже если реальная пропускная способность окажется на порядок ниже расчетной, то с учетом дешевизны эстакады (1 млн. долл./км) SkyTaxi экономичнее традиционного общественного транспорта, а тем более личных автомобилей. Таким образом, длина магистральных путей SkyTaxi должна быть сравнима с длиной путей метрополитена.


Длину всех путей, необходимых в Москве, рассчитаем следующим образом:

((600 тыс. кабин * 3 м) / 90% допустимой загруженности) / 50% использования путей при транспортном потоке преимущественно в одну сторону = 4 тыс.км

При стоимости пути (ориентировочно) 1 млн.долл./км для Москвы потребуется путей на 4 млрд.долл. Исходя из срока износа 60 лет и процентной ставки 12% годовых расходы составят:

(4 млрд.долл. / 60) + (4 млрд.долл. / 2 * 12%) = 0,3 млрд.долл. в год.


Расходы на станции

Пропускная способность станции пропорциональна количеству посадочных мест и обратно пропорциональна времени высадки и посадки пассажиров.

При нескольких посадочных местах вдоль платформы пассажиры садятся в несколько транспортных средств одновременно. Затем эти несколько транспортных средств одновременно уезжают, как если бы это были вагоны поезда, а на их место подъезжают сразу несколько транспортных средств.

Если у типичной станции, например, 2 посадочных места, а время высадки или посадки (в «часы пик» существенно преобладает либо высадка, либо посадка) составляет 4 с, то количество обслуживаемых жителей составит:

2 посадочных места * 3 «часа пик» * 60 мин в часе * 60 с в минуте / 4 с  = 5400 человек

Для стадиона «часы пик» «съеживаются» до 15 мин, количество посадочных мест у каждого выхода из стадиона можно увеличить до 5, а количество обслуживаемых зрителей уменьшается до:

5 посадочных мест * 15 мин * 60 с в минуте / 4 с  = 1125 человек

Очевидно, что пропускная способность станций избыточна. Поэтому потребность в станциях будем рассчитывать исходя из количества обслуживаемых объектов. Например, в Москве около 90 тыс. лифтов, значит количество станций SkyTaxi должно быть около 100 тыс. Это возможно только при очень небольшой стоимости станции, сравнимой со стоимостью автобусной остановки.

При стоимости одной станции (ориентировочно) 1 тыс.долл., ее сроке износа 10 лет и процентной ставке 6% годовых расходы на 100 тыс. станций составят:

100 тыс. * [(1 тыс.долл. / 10) + (1 тыс.долл. / 2 * 12%)] = 0,02 млрд.долл. в год. Таким образом, расходы на станции пренебрежимо малы.


Расходы на электроэнергию

На преодоление сопротивления воздуха самой массовой одноместной кабиной на скорости 230 км/ч тратится ориентировочно 70 кВт электроэнергии. Тогда расход электроэнергии составит:

(70 кВт / 92% к.п.д.) * 600 тыс. кабин * 6 «часов пик» в день * 365 дней в году * 6/7 дней интенсивных поездок в неделю = 85,7 млрд. кВт·ч в год. 

При стоимости электроэнергии 0,06 долл./кВт·ч расходы на электроэнергию составят 5,1 млрд.долл. в год.


Себестоимость перевозок

Себестоимость перевозок составит (без учета незначительных накладных расходов):

1,8 + 0,3 + 5,1 = 7,2 млрд.долл. в год, то есть 720 долл. в год или 60 долл. в месяц на одного пассажира.

Полная себестоимость одной поездки составит:

7,2 млрд.долл. / (10 млн.пасс. * 2 поездки в день * 365 дней в году * 6/7 дней интенсивных поездок в неделю) = 1,1 долл.

Это равно плате за проезд в невыносимых условиях на субсидируемом общественном транспорте с одной пересадкой (SkyTaxi осуществляет беспересадочные перевозки), но существенно дешевле эксплуатации личного автомобиля, простаивающего в пробках по два часа в день.


Капитальные затраты

Капитальные затраты на проект SkyTaxi для Москвы составят (млрд.долл.):

 Кабины  9,0
 Пути  4,0
 Станции  0,1
 ИТОГО 13,1 

SkyTaxi кардинально отличается от аналогичных проектов, в которых стоимость путей в полтора раза больше стоимости кабин, а стоимость станций лишь вдвое меньше, чем стоимость кабин.

Непомерные капитальные затраты на пути и станции делают эти проекты нежизнеспособными в условиях не слишком богатой Москвы, хотя в более богатых странах такие проекты способны конкурировать с общественным транспортом.

При сроке проекта 20 лет ежегодные капитальные затраты SkyTaxi в Москве составят 655 млн.долл., что в 4,1 раза меньше запланированных затрат города на дорожное строительство в 2009 году.

После первоначальных инвестиций транспортная система должна сама финансировать свое расширение за счет прибыли от перевозок, роста стоимости земли вблизи станций и привлечения частных капиталов. 


Экономические предпосылки выбора скорости

Следует учитывать, что 71% расходов SkyTaxi составляют расходы на электроэнергию из-за очень высокой скорости. При снижении скорости вдвое (до 115 км/ч) расход электроэнергии уменьшился бы вчетверо, а стоимость поездки упала бы на треть. Более высокие скорости (230 км/ч) кажутся более предпочтительными, а соответствующие расходы вполне приемлемыми для абсолютного большинства работающих пассажиров в Москве. Но, конечно, SkyTaxi не сможет конкурировать с электричками, доставляющими плотно утрамбованную дешевую рабочую силу из дальнего Подмосковья.


Как видно из графиков, для успешной конкуренции с автомобилями длительность типичной поездки на работу должна быть вдвое меньше, то есть не должна превышать 14 минут для европейских условий.




Обеспечение высокой пропускной способности сети SkyTaxi

Высокая пропускная способность сети SkyTaxi обеспечивается следующими решениями:

  • Собственные многополосные магистральные пути высокой пропускной способности избавляют от необходимости пересадки на метрополитен или железную дорогу.
  • Магистральные пути имеют значительно большую скорость движения (не менее 230 км/ч), чем местные (50 км/ч) или подъездные (20 км/ч).
  • Безопасный временной интервал между бамперами (если оба транспортных средства едут с одинаковой скоростью) равен времени реакции на внезапное торможение транспортного средства впереди с учетом погрешности перемещения. Короткие интервалы требуют использования встроенного в транспортные средства стрелочного механизма мгновенного действия (при этом развилки и слияния не имеют движущихся частей). Надежное действие этого механизма обеспечивается отсутствием разрывов в опорных рельсах на развилках и слияниях путей, так как транспортные средства находятся сверху эстакады, а не подвешены к ней.
  • Скорость движения не ограничивается допустимыми радиусами поворотов на перекрестках, так как повороты осуществляются после замедления (с рекуперацией электроэнергии).
  • Сеть путей позволяет сквозное (без вынужденных петель) движение без снижения скорости благодаря компактным многоуровневым развязкам. 
  • Станции без лифтов, эскалаторов и лестниц (и без капитальных зданий) обеспечивают быструю посадку и высадку из транспортных средств на уровне земли. Приоритет отдается строительству большого количества мелких станций с общими подъездными путями во всех местах возникновения пассажиропотоков. Крупные станции создаются только при необходимости.
  • Наиболее распространенные транспортные средства имеют маленькую площадь среднего сечения, и поэтому низкое аэродинамическое сопротивление.
  • Планирование загруженности путей и по всему маршруту и станции назначения еще до отправления и асинхронное движение транспортных средств повышают допустимую загруженность путей. При этом безопасное движение без поддержки зональной системы управления (при ее отказе или отказе связи) возможно только на ограниченном участке маршрута до полной остановки.
  • Каждое транспортное средство управляется обособленно (без группировки) и без использования линейных электродвигателей.
Comments